福建天然洞穴的主要类型及其特征

本文将福建天然洞穴划分为石灰岩溶洞、火山岩构造— 差异风化洞、花岗岩崩塌堆叠洞、红层层(节)理洞和沿海的海蚀洞等主要类型,并讨论了各类洞穴的基本特征。      

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639 m,洞底投影面积为37 096 m2,洞底高差为172 m,洞内最高点海拔约为265 m,最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2) 石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m;(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。      

喀斯特洞穴旅游研究综述

自20世纪80年代以来,国内外对喀斯特洞穴的研究主要集中在洞穴景观形成机理、洞穴景观旅游价值评价、旅游洞穴类型划分、旅游活动对喀斯特洞穴环境影响、喀斯特洞穴景观保护等方面,并主要取得了几个重要认识: ( 1)喀斯特洞穴的发育以溶蚀作用为基础,但也存在着机械侵蚀、生物侵蚀、空气与气蚀以及各种沉积作用。( 2)按照洞穴成因,洞穴可分为渗流带洞穴、地下水位洞穴、潜流带洞穴和深潜流带洞穴,以及一些特殊成因的洞穴。( 3)对喀斯特洞穴旅游价值的评价可采用定性与定量相结合的方法进行,定性评价考虑的主要因素有区位、知名度、规模、景观的丰度、价值和功能、容量等; 定量评价则多采用层次分析法和模糊数学模型。( 4)旅游活动对洞内环境有很大的影响,洞穴温度、CO2 含量与客流量呈正相关关系; 灯光植物滋生主要源自洞穴灯光照明、游客带进的孢子及细菌。( 5)实行游客分批进入制,将有利于保护洞穴环境和保育洞穴景观。( 6)实行区域旅游组合开发、增加喀斯特洞穴型旅游目的地的旅游产品、加大景区保护力度与市场营销力度、加强从业人员培训等,可延长喀斯特洞穴旅游地的生命周期。已有研究大多从地学和旅游学的角度入手,且偏重于开发和评价方面。今后,应加强现代技术在洞穴旅游开发中的应用、洞穴旅游的管理、洞穴医疗旅游、洞穴旅游环境容量量测、洞穴旅游形象塑造和洞穴旅游开发时序等方面的研究。      

中国大陆东部洞穴沉积物的~(230)Th/~(234)U年代及古环境研究

根据中国大陆东部十八个洞穴区域、五十余个洞穴沉积物的~(230)Th/~(234)U年代及部分试样的碳、氧同位素测定,讨论了35万年以来洞穴沉积古环境。年龄测定表明,其沉积期集中在1)2.0万年以来;2)7.5—12.0万年;3)17.0—23.0万年;4)25.0—31.0万年等,他们代表着四个温暖湿润的间冰期,并可与海洋古气候记录的温暖高水位期对比。     

洞穴钟乳石类的分类方案

为填补我国洞穴钟乳石类尚无一较系统的分类方案的空白,根据我国洞穴调查与探测的现有研究程度与发现,和我国主要属“雨水型喀斯特”的基本特点,提出了一个以钟乳石类形成的水动力机制为基础,以形态特征为主导,较适宜于中国洞穴应用的分类方案,共有重力水沉积、非重力水沉积、协同沉积、叠置沉积和异因同形沉积五大类,列出和讨论了在国内洞穴中已被发现分属于各类的60多种个体形态名称及其部分特征。      

织金洞地区的喀斯特地貌与洞穴成因

织金洞由于洞穴内碳酸钙沉积形态多样,洞外喀斯特景观组合完好,成为我国著名的旅游洞。本文通过分析该地区新构造抬升及河流下切引起的水动力效应,探讨喀斯待发育与洞穴形成演化的成生联系。由于新构造运动强烈的间歇性抬升,区域侵蚀基面下降,喀斯特回春峰,丛洼地、峡谷向深发育,谷坡洞穴层层分布。在岩层平缓、节理发育的条件下,地下河下切与崩塌作用相结合是地下喀斯特向地表喀斯特转化的重要方式,即对洞穴通道的扩大和峡谷的形成起着决定性的控制作用。第四纪以来的水系变迁与河流袭夺是该区洞穴形成发育的根本动力。结合织金洞大形态的地质构造控制特点和碳氧同位素年代测定与古环境分析,发现:在早更新世中晚期,随干流六冲河的下切,以结河下游潜伏地下形成夹岩洞和龙吸洞,新寨河下游相应形成黄家岩洞;中更新世早期,该河流继续下切、变迁、袭夺并伴有崩塌作用,形成了横跨在峡谷上的双层天生桥,织金洞主洞和黑洞也属这一期的产物;中更新世中期,新寨河逐渐被以结河袭夺,织金洞由于较大的枯洪水位变幅引起频繁的崩塌,形成大厅;中更新世晚期,洞穴脱水,碳酸钙沉积形态广泛发育,直至全新世。      

初论生物成因的洞穴叠层石的形成条件

自提出岩溶洞穴石灰华沉积物中的生物成因及洞穴叠层石的存在以来,引起了岩溶洞穴学家的兴趣和关注。本文从沉积岩石学的角度,用生物成因观点,对岩溶洞穴叠层石的形成条件进行分类和论述。将其基本条件划分为物质条件(即内在因素)和环境条件(即外在因素) ,论述了它们在洞穴叠层石形成过程中的地位和作用。      

流入型洞穴——山东沂源九天洞初步研究

九天洞是一个典型的直接由外源水补给形成的流入型洞穴。洞内大片分布的石花起源于四大古水池沉积物的存在。九天洞发育于第四纪早更新世晚期至中更新世早期,经历过成洞期、残余水流(古水池)活动期(中更新世中、晚期)石花发育期(晚更新世以来)和主要滴石、流石(含浅水池)沉积期(晚更新世晚期至今)等发育阶段。今日的九天洞又是一个残余洞穴,已被完全蚀去的近流入口段的洞穴长度不小于200m,约占洞穴全长的37%。九天洞及其洞穴群的景观资源价值和科学价值,在我国北方喀斯特洞穴中占有重要的地位。      

湘西要坝洞沉积堆积特征及形成时代

要坝洞在保靖县城北5km,是有旅游和科研价值的洞穴。洞穴发育在保靖-复兴断裂带的裂隙破碎构造控制的白云岩、白云岩化灰岩残体中,是断面陡转缓地段的垂向洞穴,成洞原因与所处的特定地质构造环境有关。在阐述洞穴形成特征的基础上,详细论述了洞穴沉积物及其相关性。洞穴碎屑沉积、次生化学沉积类型齐全,组成高、中、低三个沉(堆)积台面,构成多期(次)沉(堆)积的伴生共存组合体,展示洞穴及其沉积特征和过程。笔者进一步完善了次生化学沉积的成因分类,认为壁流石、钟乳石、石笋、石柱聚集匹配,构成景点,具有旅游观赏价值。同时,选择具有代表性的1号石笋进行同位素测年和综合研究,以其完好的沉积旋回、结构构造特征,显示3～1万a间的冰期气候沉积特征,其冷暖气候转(突)变标志明显。在洞穴及其沉(堆)积综合研究的基础上,根据洞穴沉(堆)积、洞内外新近系、古近系、白垩系的伴生沉积、储存关系,判断要坝洞形成于白垩纪前后。     

地下河水人工补给洞穴滴水、碳酸盐(钙)沉积特征及景观恢复探讨

岩溶旅游洞穴碳酸盐岩沉积物景观容易受到污染、风化,为了探讨受污损洞穴碳酸盐沉积物的修复方法以确保岩溶旅游洞穴的可持续发展,对广西桂林七星岩No.15支洞距洞口约150 m长洞段的滴水物化指标、现代碳酸盐岩沉积物进行了为期4年的监测分析。结果表明:（1）该洞段的滴水主要源于抽取地下河水的水柜渗漏及降水补给,地下河水和滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]在4个水文年中的变化趋势基本相同,雨季洞穴滴水电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]等显著降低,降雨稀释效应明显;（2）现代洞穴碳酸盐岩沉积具有明显的季节性变化,雨季洞穴滴水量/速率、碳酸钙沉积速率加快,最大沉积量达0.8 g／半月,洞穴入口约150 m长洞段快速滴水碳酸盐最大沉积量达2～4 g／半月,旱季碳酸盐沉积速率减少,最大沉积量仅为0.4 g／半月;（3）抽取岩溶地下水经由地表补给洞穴滴水可提高滴水的电导率、[Ca2＋] 、[HCO3-]及CaCO3饱和度,促使大量碳酸盐(CaCO3)快速沉积,实现对洞穴受风化、污染景观的修复,新沉积的碳酸钙(CaCO3)还可以将基岩裂隙和洞穴内破损、破裂的钟乳石重新“粘结”起来,利于洞穴的稳定性。      

洞穴地球微生物研究进展

以洞穴内生长的微生物为切入点,着重论述了近年来洞穴地球微生物的鉴定技术,如Biolog全自动微生物鉴定系统、克隆文库测序法、遗传指纹图技术、变性梯度凝胶电泳和温度梯度凝胶电泳、荧光原位杂交法、稳定同位素探针法以及各种技术的利弊,总结了洞穴地球微生物在微生物多样性及其在洞穴堆积物形成作用方面所取得的进展,预测了洞穴地球微生物今后的发展动向。     

试论湖南境内喀斯特洞穴发育及成矿特征

指出湖南境内喀斯特洞穴，因大地构造发展的差异，使洞穴发展不平衡。据洞穴发育时代，分为六个成洞期，并对地洼区洞穴形态，成洞条件，洞穴类型等做了论述。同时对地洼洞穴矿床特征，成矿机理，矿床分类及洞穴矿床演化规律进行了探讨，指出地洼区洞穴发育及洞穴成矿的研究意义。     

洞穴形态量计解析

洞穴形态量计的最基本参数是长度、深度、高度和坡度,借助洞穴专业软件可进行洞穴的投影面积、洞道空间体积、洞道极点投影面积、洞道极点岩体体积等其它基本参数的量计,以及洞穴扩展参数包括洞道的比容积、网密度、面密度和体密度的量计。利用这些形态参数,可以对洞穴进行更科学的统计、形态特征分析、开发利用价值评估。通过选取深峰丛洼地区、中等深度峰丛洼地区和浅峰丛洼地区以及峰林平原区的地下河洞穴进行量计,并对量计结果进行相关分析,发现洞穴的比容积与洞穴的流域面积、石峰的相对高度具有良好的正相关性,而洞穴的网密度、面密度,尤其体密度与洞穴深度有着明显的负相关性。      

万年县神农宫旅游资源综合评价与开发对策

溶洞作为一种重要的旅游资源,以其幽、奇、险等特点得到了广泛的旅游开发。科学、合理地对旅游资源开发价值进行评价是旅游开发的前提和基础。文章以万年县神农宫为研究对象,采用层次分析法和模糊综合评判法对其岩溶洞穴旅游资源的开发价值进行了系统评价,结果表明:神农宫的评价得分为87.38分,为优良级旅游资源,具有较高的旅游开发价值。在进行综合评价的基础上,将神农宫旅游资源的评价因子分为高开发价值和中低开发价值两个层级,并提出了相应的开发建议。      

研究岩溶洞穴堆积的旅游地学意义

我国丰富的岩溶洞穴资源的开发,目前多处于供观赏形态的初期阶段,未赋予旅游地学内涵。将岩溶洞穴堆积研究与旅游地学相结合,不仅可恢复洞穴古水文状况,探究洞穴成因,具有科学研究价值;而且可以指导合理开发利用和科学保护这些地质遗迹,具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。     

开放洞穴环境变化特征及其影响因素:以桂林凉风洞为例

通过对桂林凉风洞洞穴内、外温湿度、pCO2进行连续高频监测,发现洞穴温度受大气度温影响呈现出季节性变化规律。由于受到洞穴结构的阻隔作用影响,洞穴由外向里的温度变化幅度逐渐变小,并且响应的时间存在季节性差异。监测数据表明:洞穴内部温度的季节性变化幅度明显低于洞外气温变化幅度。比较洞内、外温度的时间序列发现,在季节尺度上洞穴温度升温阶段滞后时间长（与外部通风的气温流动交换慢）,降温阶段滞后时间短（与外部通风的气温流动交换快,呈现突变特征）,这可能与不同季节洞穴内部结构的“缓冲作用”的强弱变化有关。该洞穴空气中pCO2存在明显的夏季高、冬季低的季节性变化特征。并且外界大气环境季节性变化和洞穴上覆动植物的季节性活动,使得洞穴pCO2主控因素也存在季节性差异。      

广西巴马县水晶宫洞穴沉积物特征及其沉积环境

巴马县水晶宫洞内次生化学沉积物景观丰富,类型多样,有石钟乳、石幔、石瀑布、石笋、石柱、石盾等特色景观;尤其是近期仍在发育的洞顶鹅管、卷曲石、石花等是国内外较为罕见的洞穴奇景。据沉积物的沉积类型、物质成分、沉积序次及测年等资料研究表明,水晶宫洞穴沉积物形成于晚第三纪以来。晚第三纪和第四纪早更新世早期,洞内沉积主要为外源水携带的硅质岩、砂岩类砾石沉积形成的钙华砾石层。早更新世中期—中更新世气候温暖湿润,是水晶宫洞穴主要景观的形成期,沉积物景观宏大而壮观,230Th-U系测年得出其分别形成于100～35万年前。晚更新世早期12.5～9万年的末次间冰期主要为温暖气候环境,洞内仅有少量的石笋沉积,且极少保存;9万年后气候环境发生突变,更不利沉积物发育和保存;自4万年后气候环境开始表现为温暖湿润,化学沉积活跃,洞穴沉积物主要由高约50～150 cm的纯白色石笋群和钟乳石组成,为洞穴奇景的形成期,230Th-U系测年得出其分别形成于40 ka BP和7 500 a BP以及1 450 a BP。晚更新世晚期以来形成的洞穴沉积物景观,不仅为水晶宫提供了丰富的旅游资源和价值,同时也为广西重建古气候环境提供了重要的信息载体。